TS. Trần Phương và cộng sự sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo loại bê tông có cấu trúc nhẹ và khỏe như kết cấu vỏ tôm hùm.

Tôm hùm sống ở khu vực nước sâu, nên kết cấu vỏ tôm hùm phải chịu áp lực rất lớn từ khối nước biển. Vỏ tôm được cấu tạo bởi hàng trăm lớp giống như vật liệu composite, liên kết bằng cách xếp so le với nhau theo một góc nhất định. Cách sắp xếp này tạo nên cấu trúc xoắn ốc giúp vỏ tôm bền chắc dưới tác dụng của lực nén trên bề mặt.

Áp dụng theo kết cấu này, từ năm 2018 đến nay, TS. Trần Phương và nhóm nghiên cứu vật liệu in 3D thông minh tại Đại học RMIT (Melbourne, Australia) phát triển loại bê tông in 3D, với những ưu điểm vượt trội hơn so với loại truyền thống.

Bê tông tạo ra bằng công nghệ in 3D có cấu trúc nhẹ và khỏe. Khác với in song song truyền thống, các lớp bê tông được in theo hướng khác nhau, đặc biệt là thiết kế xoáy (mô phỏng theo cấu trúc vi mô của vỏ tôm hùm). Thiết kế này giúp các lớp vật liệu được bố trí so le một góc 10-45 độ theo vòng xoáy kiểu trôn ốc. Cấu trúc này giúp giảm thiểu khả năng nứt vỡ của bê tông khi chịu tác động của lực uốn, tăng khả năng chống chịu lực.

Các lớp bê tông được in so le với nhau một góc 10 – 45 độ

TS. Phương cho biết, từ mô hình in được thiết kế trên máy tính, để tạo ra các lớp bê tông in, nhóm nghiên cứu sử dụng cánh tay robot. Thiết bị này được lập trình để di chuyển theo quỹ đạo định trước. Trong quá trình in, máy soi X-quang được vận hành tích hợp để tìm hiểu cấu trúc vi mô, quan sát vị trí các sợi thép trong mẫu in, và phát hiện các vết nứt hoặc lỗ rỗng vật liệu.

Các thành phần, nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu in bê tông. Bê tông sau khi trộn có độ nhớt nhất định và thời gian chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn trong vòng 20 -3 0 phút. “Hỗn hợp trộn bê tông quá lỏng hoặc quá rắn có thể khiến các lớp in bị biến dạng, ảnh hưởng tới tính ổn định của cấu trúc”, TS. Phương nói và cho biết, nhóm nghiên cứu thử nghiệm nhiều mẫu trộn khác nhau để tìm ra phương pháp tối ưu.

Cụ thể, ngoài các thành phần trộn bê tông thông thường, nhóm nghiên cứu kết hợp thêm những sợi thép có kích thước như sợi tóc vào các lớp bê tông. Tuy thành phần sợi thép chưa chiếm tới 2% trọng lượng bê tông, nhưng làm vật liệu bền chắc hơn và hạn chế xuất hiện lỗ rỗng trong kết cấu khi in kích thước lớn.

Các sợi kim loại dài khoảng 6 milimet nằm ngẫu nhiên theo các hướng khác nhau. Khi được in ra, những sợi kim loại xếp thẳng theo hướng in, giúp bê tông được gia cố, tăng khả năng chống chịu lực theo nhiều phương. “Hiệu quả này khó có thể đạt được bằng phương pháp sản xuất bê tông thông thường”, TS. Phương nói.

Nhờ vậy, bê tông được tạo ra bằng phương pháp in 3D và dựa theo kết cấu vi mô của vỏ tôm hùm có thể áp dụng trong kiến trúc yêu cầu độ phức tạp cao, không cần sử dụng khuôn ván, tiết kiệm thời gian, vật liệu thi công và chi phí xây dựng.

TS. Phương cho biết, trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định phát triển công nghệ này để xây các căn hộ giá thành rẻ ở Australia. Ngoài ra, nhóm đang trong quá trình nghiên cứu các loại vật liệu kết cấu thông minh như bê tông siêu nhẹ, thân thiên với môi trường, hoặc bê tông có thành phần tái chế từ nhựa, cao su hay sợi thủy tinh.

VLXD.org
Du lịch nhật bản, hướng dẫn du lịch Nhật và đánh giá địa điểm Nhật Bản Japan travel news, japan travel guides, japan holiday destinations and japan reviews

Tin liên quan

Tìm hiểu về phụ gia bê tông và các công dụng của từng loại

Ở Việt Nam phụ gia bê tông được nghiên cứu từ những năm 1965 – 1967 và ngày càng phát triển với chủng loại tương tự như những nước khác. Các chủng loại phụ gia ở Việt Nam chủ yếu là: phụ gia tăng dẻo, siêu dẻo giảm nước, phụ gia chống thấm, phụ gia […]


Xem chi tiết: Tìm hiểu về phụ gia bê tông và các công dụng của từng loại

Ưu, nhược điểm của kính cường lực hay kính dán 2 lớp trong xây dựng

Lắp kính trên mái nhà chính là giải pháp cứu tinh cho những căn hộ hạn chế cả về diện tích lẫn không gian tự nhiên. Vậy, cần chọn chất liệu kính nào cho mái nhà để vừa đảm bảo an toàn, vừa thoáng sáng mà vẫn dễ vệ sinh?  Tại sao cần lắp kính […]


Xem chi tiết: Ưu, nhược điểm của kính cường lực hay kính dán 2 lớp trong xây dựng

Những điều cần lưu ý khi chọn sơn nội thất

Sơn nội thất là loại sơn được sử dụng để sơn bề mặt tường trong nhà. Sơn nội thất được ví như tấm áo khoác vừa làm đẹp, vừa bảo vệ ngôi nhà, đem đến không gian sinh hoạt đầy trải nghiệm, truyền cảm hứng, tạo động lực cho các thành viên trong gia đình. Vậy […]


Xem chi tiết: Những điều cần lưu ý khi chọn sơn nội thất

Nguyên nhân và cách hạn chế tình trạng nứt tường

Khi xây dựng xong công trình thường xảy ra hiện tượng các bức tường bị nứt sau thời gian sử dụng. Vậy phải làm sao để hạn chế nứt tường trong xây dựng. Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ cho bạn một số cách hạn chế tình trạng đó. Nguyên nhân xảy ra tình […]


Xem chi tiết: Nguyên nhân và cách hạn chế tình trạng nứt tường

Tìm hiểu các ưu điểm vượt trội của sàn nhựa giả đá

Là loại vật liệu mới thân thiện với môi trường, sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, sàn nhựa giả đá ngày càng được nhiều người ưa chuộng sử dụng trong các không gian sống. Sàn nhựa giả đá là gì? Sàn nhựa giả đá là loại vật liệu được sản xuất từ nguyên liệu […]


Xem chi tiết: Tìm hiểu các ưu điểm vượt trội của sàn nhựa giả đá

Kính điện – ứng dụng thông minh

Từ tre nứa, thép, bê tông cho đến vật liệu bằng kính, sự phát triển của vật liệu xây dựng đã góp phần đem lại sự đa dạng và phát triển cho ngành kiến trúc – nội thất. Và mới đây nhất là sự góp mặt của “Kính điện Goldsunvina”, giải pháp cửa kính công […]


Xem chi tiết: Kính điện – ứng dụng thông minh

Cùng tìm hiểu về tấm ốp tường PVC

Trong những năm gần đây, lựa chọn trang trí tường bằng tấm ốp PVC được ứng dụng phổ biến. Bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng thể nhất về loại vật liệu này. Tấm ốp tường PVC là gì?Đây là loại vật liệu mới dùng trong ốp lát tường nội thất để […]


Xem chi tiết: Cùng tìm hiểu về tấm ốp tường PVC

Gạch men vân gỗ – Vẻ đẹp bền bỉ vượt thời gian

Gạch men vân gỗ là một vật liệu ốp lát được lựa chọn phổ biến. Đặc biệt đối với những người muốn không gian có được vẻ đẹp của gỗ bền bỉ vượt thời gian. Khi công nghệ thiết kế gạch ngày càng phát triển thì nhiều mẫu gạch ốp lát vân gỗ được ra […]


Xem chi tiết: Gạch men vân gỗ – Vẻ đẹp bền bỉ vượt thời gian

Khách sạn Babylonstoren ở Nam Phi chính thức mở cửa Vườn gia vị

Supernormal thiết kế lớp học kiểu mới cho trung tâm giáo dục trẻ em ở Massachusetts

Phòng tắm sẽ trông như thế nào trong tương lai?

Ván gỗ: Sự khác nhau giữa gỗ MDF, MDP, Plywood và OSB

10 ý tưởng thông minh để trưng bày nồi và chảo trong bếp

Thiết kế cửa gỗ xoay giúp căn hộ ở São Paulo trở nên mềm mại hơn

Phân biệt Coverlet, Duvet, Quilt và Comforter

9 cách để tận dụng tối đa không gian sân hiên nhà bạn

Yusuke Seki với lột xác Bang & Olufsen Audio Kyoto

10 sắc đỏ rạng rỡ cho Powder Room (phòng tắm dành cho khách)

Bài viết khác